(57)【要約】【課題】現像装置において充分に帯電されていないトナーが現像ローラに供給されることを抑制して、トナー飛散や画像カブリを低減することができる現像装置及びこれを用いる画像形成装置を提供する。【解決手段】現像槽１１１と、現像剤Ｄが搬送される第１搬送路Ｐ，第２搬送路Ｑと、第１搬送路Ｐ内に設けられる第１搬送部材１１２ａと、第２搬送路Ｑ内に設けられる第２搬送部材１１２ｂと、トナーを補給するトナー補給口１１７とを備えた現像装置２において、第１搬送部材１１２ａとして回転軸１１２ａ１と螺旋羽根１１２ａ２を備え、第１搬送部材１１２ａをトナー補給口１１７の下方に配置し、トナー補給口１１７と対向する部分の回転軸１１２ａ１の軸線方向に沿った螺旋羽根１１２ａ２の断面形状が、回転軸１１２ａ１と螺旋羽根１１２ａ２がなす角度θが現像剤搬送方向下流側で鈍角となるように形成するものとする。【選択図】図３
2010039067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと磁性キャリアとを含む現像剤が収容される現像剤収容部と、前記現像剤が搬送される現像剤搬送路と、前記現像剤搬送路内に設けられて前記現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送路の現像剤を担持してその現像剤に含まれるトナーを感光体ドラムへ供給する現像剤担持部材と、前記現像剤搬送路にトナーを補給するためのトナー補給口とを備えた現像装置において、
前記現像剤搬送部材は、回転軸と、回転軸周りに設けられて現像剤を搬送する螺旋羽根とを備えて、前記トナー補給口の下方に配置され、
前記螺旋羽根は、前記トナー補給口と対向する部分の回転軸の軸線方向に沿った断面形状が、前記回転軸と螺旋羽根がなす角度が現像剤搬送方向下流側で鈍角となるように形成されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記回転軸と螺旋羽根がなす角度は、現像剤搬送方向下流側で１００度以上１５０度以下とすることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記螺旋羽根は、前記トナー補給口と対向する部分の螺旋ピッチが最も大きく形成され、
前記螺旋羽根の螺旋ピッチは、最小値が最大値の０．３倍以上０．７倍以下で形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記螺旋羽根は、連続した１枚の螺旋状の羽根体で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤搬送路は、並設された第１搬送路と第２搬送路とを有し、
前記第１搬送路及び第２搬送路の両端部には、前記第１搬送路と第２搬送路とを連通する第１連通路及び第２連通路が形成され、
前記現像剤搬送部材は、前記第１搬送路内に設けられて該第１搬送路における現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する第１搬送部材と、前記第２搬送路内に設けられて該第２搬送路における現像剤を撹拌しながら前記第１搬送部材による現像剤搬送方向とは逆方向へ搬送する第２搬送部材とを有し、
前記現像剤が第１搬送路から第１連通路を介して第２搬送路に搬送され、第２搬送路から第２連通路を介して第１搬送路へ搬送されるように構成され、
前記現像剤搬送部材のうちの前記第１搬送部材が、トナー補給口の下方に配置され、
前記螺旋羽根は、前記第１搬送部材に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の現像装置。
【請求項６】
表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラム表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラム表面に静電潜像を形成する露光装置と、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、感光体ドラム表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、
前記現像装置として請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及びこれを用いる画像形成装置に係り、特に、電子写真方式によりトナーを用いて画像形成を行う静電複写機、レーザープリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置に採用されてトナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を用いた現像装置及びこれを用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ及びファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラム（トナー像担持体）の表面に静電潜像を形成し、現像装置によって感光体ドラムに対してトナーを供給して前記静電潜像を現像し、現像によって感光体ドラムに形成されたトナー像を用紙等のシートに転写して、定着装置によってシートにトナー像を定着させるようになっている。
【０００３】
近年、フルカラー化や高画質化に対応した画像形成装置では、トナーの帯電安定性に優れる２成分現像剤（以下、単に「現像剤」と称する。）がよく使用されている。
【０００４】
この現像剤は、トナーとキャリアとからなり、それらを現像装置内で撹拌することによりトナーとキャリアとが摩擦し、この摩擦によって適正に帯電したトナーが得られる。
【０００５】
現像装置において、帯電したトナーは、現像剤担持部材、例えば、現像ローラの表面に供給される。この現像ローラに供給されたトナーは、静電的吸引力によって感光体ドラムに形成された静電潜像に移動する。これにより、感光体ドラム上に静電潜像に基づいたトナー像が形成される。
【０００６】
さらに、最近では、画像形成装置の高速化及び小型化が要求されており、現像剤の帯電を迅速且つ充分に行い、現像剤の搬送も迅速に行う必要が生じている。
【０００７】
そこで、画像形成装置において、補給されたトナーを現像剤中に即時に分散させて適切な帯電量を付与するために、循環方式の現像装置が採用されている。循環方式の現像装置は、現像剤が循環搬送される経路である現像剤搬送路と、現像剤搬送路にて現像剤を撹拌しながら搬送する現像剤搬送部材とを備えている（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平９−１２０２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した循環方式の現像装置では、現像装置内の現像剤のトナー濃度が所定値よりも下回った場合、トナーホッパーから現像剤搬送路へトナーが補給されるようになっている。
【０００９】
しかしながら、現像剤のトナーの比重は、キャリアの比重と比べてかなり小さい（約１／３）ため、補給されるトナーが現像剤の上に浮き易くなるので、従来の循環方式の現像装置では、トナーホッパーから現像剤搬送路に補給される補給トナー量が多い場合には、現像剤の上でトナーが塊となって搬送されるという問題があった。
【００１０】
その結果、キャリアと十分に混ざっていないトナー（充分に帯電されていない低帯電量のトナー）が現像ローラに供給されてしまうという事態が生じていた。
【００１１】
すなわち、充分に帯電されていないトナーが現像ローラに供給されてしまうと、現像ローラからトナーが飛散し易くなり、画像形成装置内部やシートの形成された画像を汚してしまうという問題が生じる。
【００１２】
また、充分に帯電されていないトナーが現像剤担持部材に供給されてしまうと、トナーをキャリア表面に保持するための静電気力が小さくなり、非画像部にトナーが付着してカブリが生じ易くなるという問題が生じる。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、現像装置において、充分に帯電されていないトナーが現像ローラに供給されることを抑制して、トナー飛散や画像カブリを低減することができる現像装置及びこれを用いる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するための本発明に係る現像装置及びこれを用いる画像形成装置は、次の通りである。
【００１５】
本発明は、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤が収容される現像剤収容部と、前記現像剤が搬送される現像剤搬送路と、前記現像剤搬送路内に設けられて前記現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送路の現像剤を担持してその現像剤に含まれるトナーを感光体ドラムへ供給する現像剤担持部材と、前記現像剤搬送路にトナーを補給するためのトナー補給口とを備えた現像装置において、前記現像剤搬送部材の構成として、回転軸と、回転軸周りに設けられて現像剤を搬送する螺旋羽根とを備えて、前記トナー補給口の下方に配置し、前記螺旋羽根を、前記トナー補給口と対向する部分の回転軸の軸線方向に沿った断面形状が、前記回転軸と螺旋羽根がなす角度が現像剤搬送方向下流側で鈍角となるように、すなわち、前記螺旋羽根の半径方向外側端部が回転軸側基部よりも現像剤搬送方向上流側に位置するように形成することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明は、前記回転軸と螺旋羽根がなす角度を、現像剤搬送方向下流側で１００度以上１５０度以下とすることが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、前記螺旋羽根を、前記トナー補給口と対向する部分の螺旋ピッチが最も大きくなるように形成し、前記螺旋羽根の螺旋ピッチを、最小値が最大値の０．３倍以上０．７倍以下で形成することが好ましい。
【００１８】
また、本発明は、前記螺旋羽根を、連続した１枚の螺旋状の羽根体で構成することが好ましい。
【００１９】
また、本発明は、前記現像剤搬送路の構成として、並設された第１搬送路と第２搬送路とを備え、前記第１搬送路及び第２搬送路の両端部には、前記第１搬送路と第２搬送路とを連通する第１連通路及び第２連通路を形成し、前記現像剤搬送部材の構成として、前記第１搬送路内に設けられて該第１搬送路における現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する第１搬送部材と、前記第２搬送路内に設けられて該第２搬送路における現像剤を撹拌しながら前記第１搬送部材による現像剤搬送方向とは逆方向へ搬送する第２搬送部材とを備え、前記現像剤が第１搬送路から第１連通路を介して第２搬送路に搬送され、第２搬送路から第２連通路を介して第１搬送路へ搬送されるように構成し、前記現像剤搬送部材のうちの前記第１搬送部材をトナー補給口の下方に配置し、前記螺旋羽根を、前記第１搬送部材に設けるように構成することが好ましい。
【００２０】
また、本発明は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラム表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラム表面に静電潜像を形成する露光装置と、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、感光体ドラム表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、前記現像装置として請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤が収容される現像剤収容部と、前記現像剤が搬送される現像剤搬送路と、前記現像剤搬送路内に設けられて前記現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送路の現像剤を担持してその現像剤に含まれるトナーを感光体ドラムへ供給する現像剤担持部材と、前記現像剤搬送路にトナーを補給するためのトナー補給口とを備えた現像装置において、前記現像剤搬送部材の構成として、回転軸と、回転軸周りに設けられて現像剤を搬送する螺旋羽根とを備えて、前記トナー補給口の下方に配置し、前記螺旋羽根を、前記トナー補給口と対向する部分の回転軸の軸線方向に沿った断面形状が、前記回転軸と螺旋羽根がなす角度が現像剤搬送方向下流側で鈍角となるように、すなわち、前記螺旋羽根の半径方向外側端部が回転軸側基部よりも現像剤搬送方向上流側に位置するように形成することで、第１搬送部材の回転により現像剤には回転軸の外側へ押し出す力が働くため、鉛直方向上部に現像剤を持ち上げると同時に、回転軸近傍に空間が形成され、トナー補給口から補給されたトナーがその空間に流れ込むことにより、現像剤と補給トナーの混合が促進される。これにより、補給トナーが多い場合であっても、トナーに必要な帯電量が速やかに付与されるので、未帯電トナーによるトナー飛散を防ぐことができる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記回転軸と螺旋羽根がなす角度を、現像剤搬送方向下流側で１００度以上１５０度以下とすることで、現像剤へのストレス過度に与えることなく螺旋羽根の現像剤搬送方向下流側で鉛直方向上部に現像剤を持ち上げるとともに、螺旋羽根と現像槽内壁側との間に生じるせん断力によって補給トナーを解砕できるので、補給トナーが塊となって補給された場合であっても、速やかにトナーとキャリアを混合できる。
【００２３】
また、本発明によれば、前記螺旋羽根を、前記トナー補給口と対向する部分の螺旋ピッチが最も大きくなるように形成し、前記螺旋羽根の螺旋ピッチを、最小値が最大値の０．３倍以上０．７倍以下で形成することで、トナー補給口と対向する部分において他の部分よりも現像剤の搬送量が多くなることによって現像剤面が他よりも低くなるため、トナー補給口の下部に設けられる螺旋羽根の回転により、補給されたトナーが現像剤中に取り込まれ易くなる。そのため、補給トナーが多い場合であっても、補給トナーが現像剤面上を浮いた状態のまま搬送されることを抑え、未帯電トナーによるトナー飛散を防ぐことができる。
【００２４】
また、本発明によれば、前記螺旋羽根を、連続した１枚の螺旋状の羽根体で構成することで、現像剤搬送部材の回転軸の軸線方向に現像剤を滑らかに搬送できるので、現像剤へのストレスを低減し、現像剤劣化を防止できる。
【００２５】
また、本発明によれば、前記現像剤搬送路の構成として、並設された第１搬送路と第２搬送路とを備え、前記第１搬送路及び第２搬送路の両端部には、前記第１搬送路と第２搬送路とを連通する第１連通路及び第２連通路を形成し、前記現像剤搬送部材の構成として、前記第１搬送路内に設けられて該第１搬送路における現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する第１搬送部材と、前記第２搬送路内に設けられて該第２搬送路における現像剤を撹拌しながら前記第１搬送部材による現像剤搬送方向とは逆方向へ搬送する第２搬送部材とを備え、前記現像剤が第１搬送路から第１連通路を介して第２搬送路に搬送され、第２搬送路から第２連通路を介して第１搬送路へ搬送されるように構成し、前記現像剤搬送部材のうちの前記第１搬送部材をトナー補給口の下方に配置し、前記螺旋羽根を、前記第１搬送部材に設けるように構成することで、現像剤搬送路内で循環される現像剤とトナー補給口から投入される補給トナーとの混合性を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明によれば、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラム表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラム表面に静電潜像を形成する露光装置と、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、感光体ドラム表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、前記現像装置として請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることで、現像剤に対するストレスを著しく高めることなく、補給トナーをキャリア（現像剤）と混合することができる。これにより、充分に帯電されていないトナーに起因するトナー飛散や画像カブリの問題を低減できるので、良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は発明を実施する形態の一例であって、本発明の実施形態に係る現像装置が用いられた画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
【００２８】
第１実施形態は、図１に示すように、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム３と、感光体ドラム３表面を帯電させる帯電器（帯電装置）５と、感光体ドラム３表面に静電潜像を形成する露光ユニット（露光装置）１と、感光体ドラム３表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置２と、現像装置２にトナーを補給するトナーホッパー（トナー補給装置）１０１と、感光体ドラム３表面のトナー像を記録媒体に転写する中間転写ベルトユニット（転写装置）８と、トナー像を記録媒体に定着させる定着ユニット（定着装置）１２とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置１００において、現像装置２として、本発明に係る現像装置の構成を採用したものである。
【００２９】
この画像形成装置１００は、外部から伝達される画像データに応じて所定のシート（記録用紙，記録媒体）に多色または単色の画像を形成するものである。なお、画像形成装置１００の上方にスキャナ等を備えてもよい。
【００３０】
まず、画像形成装置１００の全体構成について説明する。
画像形成装置１００は、図１に示すように、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及び黄（Ｙ）の色成分毎の画像データが取り扱われ、黒画像、シアン画像、マゼンタ画像、黄画像が形成され、各々の色成分の画像を重畳することによってカラー画像が形成されるようになっている。
【００３１】
したがって、画像形成装置１００においては、図１に示すように、各色成分の画像が形成されるように、現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，３ｄ）がそれぞれ４個ずつ設けられている。言い換えると、現像装置２と感光体ドラム３と帯電器５とクリーナユニット４とを１つずつ含む画像形成ステーション（画像形成部）が４つ設けられることになる。
【００３２】
なお、上記ａ〜ｄの符号は、ａが黒画像形成用の部材、ｂがシアン画像形成用の部材、ｃがマゼンタ画像形成用の部材、ｄが黄画像形成用の部材であることを示したものである。また、画像形成装置１００には、露光ユニット１、定着ユニット１２、シート搬送路Ｓ、給紙トレイ１０及び排紙トレイ１５が備えられている。
【００３３】
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。
帯電器５としては、図１に示す接触ローラ型の帯電器の他、接触ブラシ型の帯電器、或いは非接触チャージャー型の帯電器などが使用されることもある。
【００３４】
露光ユニット１は、図１に示すように、レーザ照射部及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。但し、レーザスキャニングユニット以外に、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）やＬＥＤ書込みヘッドを露光ユニット１とすることもできる。露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
【００３５】
現像装置２は、感光体ドラム３に形成された静電潜像をＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのいずれかのトナーにより顕像化する（現像する）ものである。現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）は、トナーホッパー１０１（１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ）、トナー移送機構１０２（１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ）、現像槽（現像剤収容部）１１１（１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ）を備えている。
【００３６】
トナーホッパー１０１は、現像槽１１１よりもＨ方向側に配され、未使用トナー（粉体状のトナー）を貯蔵している。トナーホッパー１０１から現像槽１１１へトナー移送機構１０２を介してトナーが供給されるようになっている。
【００３７】
クリーナユニット４は、現像及び画像転写工程後に感光体ドラム３の表面に残留しているトナーを除去し、回収するものである。
【００３８】
感光体ドラム３の上方には中間転写ベルトユニット８が配置されている。中間転写ベルトユニット８は、中間転写ローラ６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３、及び中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。
【００３９】
中間転写ローラ６、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３は、中間転写ベルト７を張架し、図１の矢印Ｂ方向に中間転写ベルト７を回転駆動させるものである。
【００４０】
中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構７３における中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。中間転写ローラ６には感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスが印加されている。
【００４１】
中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。中間転写ベルト７上には、感光体ドラム３に形成された各色成分のトナー像が順次重ねて転写されることにより、カラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。中間転写ベルト７は、厚さが例えば１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００４２】
感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。
【００４３】
中間転写ローラ６は、直径が例えば８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとして形成され、表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われている。この導電性の弾性材により、中間転写ローラ６は中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施の形態では、転写電極としてローラ形状のもの（中間転写ローラ６）を使用しているが、これ以外にブラシなども用いることが可能である。
【００４４】
上述のように各感光体ドラム３上の静電潜像は各色成分に応じたトナーにより顕像化されてそれぞれトナー像となり、これらトナー像は中間転写ベルト７上に重ねて合わされ積層される。このように、積層されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転によって、搬送されてきた用紙と中間転写ベルト７との接触位置（転写部）に移動し、この位置に配置されている転写ローラ１１によって用紙上に転写される。この場合、中間転写ベルト７と転写ローラ１１とは所定ニップで互いに圧接されるとともに、転写ローラ１１にはトナー像を用紙に転写させるための電圧が印加される。この電圧は、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧である。
【００４５】
上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方は金属等の硬質材料から形成され、他方は弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）から形成される。
【００４６】
中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、及び中間転写ベルト７から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去され回収される。
【００４７】
中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触するクリーニングブレード（クリーニング部材）が備えられている。中間転写ベルト７におけるクリーニングブレードに接触している部分は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２にて支持されている。
【００４８】
給紙トレイ１０は、画像形成に使用するシート（例えば記録用紙）を蓄積しておくためのものであり、画像形成部及び露光ユニット１の下側に設けられている。一方、画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのものである。
【００４９】
また、画像形成装置１００には、給紙トレイ１０のシート及び手差しトレイ２０のシートを転写部や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に案内するためのシート搬送路Ｓが設けられている。なお、転写部は中間転写ベルト駆動ローラ７１と転写ローラ１１との間に位置する。
【００５０】
さらに、シート搬送路Ｓには、ピックアップローラ１６（１６ａ，１６ｂ）、レジストローラ１４、転写部、定着ユニット１２、搬送ローラ２５（２５ａ〜２５ｈ）等が配置されている。
【００５１】
搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、シート搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６ａは、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。ピックアップローラ１６ｂは、手差しトレイ２０の近傍に備えられ、手差しトレイ２０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。レジストローラ１４は、シート搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持し、中間転写ベルト７上のトナー像の先端とシートの先端とを合わせるタイミングでシートを転写部に搬送するものである。
【００５２】
定着ユニット１２は、ヒートローラ８１及び加圧ローラ８２等を備え、これらヒートローラ８１及び加圧ローラ８２はシートを挟んで回転する。ヒートローラ８１は、所定の定着温度となるように制御部（図示せず）によって制御される。この制御部は温度検出器（図示せず）からの検出信号に基づいてヒートローラ８１の温度を制御する。
【００５３】
ヒートローラ８１は、加圧ローラ８２とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写されている各色トナー像を溶融、混合、圧接させ、シートに対して熱定着させる。なお、多色トナー像（各色トナー像）が定着されたシートは、複数の搬送ローラ２５によってシート搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態（多色トナー像を下側に向けた状態）にて、排紙トレイ１５上に排出される。
【００５４】
次に、シート搬送路Ｓによるシート搬送動作について説明する。
画像形成装置１００には、図１に示すように、上述したように予めシートを収納する給紙トレイ１０、及び少数枚の印字を行う場合等に使用される手差しトレイ２０が配置されている。これら両トレイには各々ピックアップローラ１６（１６ａ，１６ｂ）が配置され、これらピックアップローラ１６によってシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給するようになっている。
【００５５】
片面印字の場合は、給紙トレイ１０から搬送されるシートは、シート搬送路Ｓ中の搬送ローラ２５ａによってレジストローラ１４まで搬送され、レジストローラ１４によりシートの先端と中間転写ベルト７上の積層されたトナー像の先端とが整合するタイミングで転写部（転写ローラ１１と中間転写ベルト７との接触位置）に搬送される。転写部ではシート上にトナー像が転写され、このトナー像は定着ユニット１２にてシート上に定着される。その後、シートは、搬送ローラ２５ｂを経て排紙ローラ２５ｃから排紙トレイ１５上に排出される。
【００５６】
また、手差しトレイ２０から搬送されるシートは、複数の搬送ローラ２５（２５ｆ，２５ｅ，２５ｄ）によってレジストローラ１４まで搬送される。それ以降のシート搬送動作は、上述した給紙トレイ１０から供給されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される。
【００５７】
一方、両面印字の場合は、上記のようにして片面印字が終了し定着ユニット１２を通過したシートは、後端が排紙ローラ２５ｃにてチャックされる。次に、シートは、排紙ローラ２５ｃが逆回転することによって搬送ローラ２５ｇ，２５ｈに導かれ、再びレジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に、排紙トレイ１５に排出される。
【００５８】
次に、第１実施形態の特徴的な現像装置２について図面を参照して説明する。
図２は第１実施形態に係る画像形成装置を構成する現像装置の構成を示す断面図、図３は図２のＡ−Ａ断面矢視図、図４は図２のＢ−Ｂ断面矢視図、図５は図４における前記現像装置を構成する第１搬送部材の構成を示す断面図である。
【００５９】
現像装置２は、図２に示すように、現像槽１１１内に、感光体ドラム３と対向するように配置された現像ローラ（現像剤担持部材）１１４を有し、現像ローラ１１４によって感光体ドラム３の表面にトナーを供給して、感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像を顕像化する（現像する）装置である。
【００６０】
現像装置２は、現像ローラ１１４の他に、現像槽１１１、現像槽カバー１１５、トナー補給口１１７、ドクターブレード１１６、第１搬送部材１１２ａ、第２搬送部材１１２ｂ、仕切り板（仕切り壁）１１３を備えている。
【００６１】
現像槽１１１は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する槽である。また、現像槽１１１には、現像ローラ１１４、第１搬送部材１１２ａ、第２搬送部材１１２ｂ等が配設されている。なお、本実施形態のキャリアは、磁性を有する磁性キャリアである。
【００６２】
現像ローラ１１４は、回転するマグネットローラであり、現像槽１１１の現像剤を表面に汲み上げて担持し、表面に担持している現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム３に供給するものである。現像ローラ１１４の表面に近接する位置にはドクターブレード（層厚規制用ブレード）１１６が配されている。
【００６３】
また、現像槽１１１の上側には、図２，図４に示すように、取り外し可能な現像槽カバー１１５が設けられている。さらに、現像槽カバー１１５には、図４に示すように、現像槽１１１に未使用のトナーを補給するためのトナー補給口１１７が形成されている。
【００６４】
そして、図１に示すように、トナーホッパー１０１に収容されているトナーは、トナー移送機構１０２及びトナー補給口１１７を介して現像槽１１１に移送され、これにより現像槽１１１にトナーが補給されるようになっている。
【００６５】
さらに、図２〜図５に示すように、第１搬送部材１１２ａ及び第２搬送部材１１２ｂは、回転軸１１２ａ１，１１２ｂ１と、現像槽１１１内において現像剤を撹拌及び搬送するための螺旋状の搬送羽根（螺旋羽根）１１２ａ２，１１２ｂ２とからなるスクリューオーガにより構成され、モータ等の駆動手段（図示せず）によって回転軸１１２ａ１，１１２ｂ１が回転駆動することで、現像剤を撹拌すると共に搬送するようになっている。
【００６６】
第１搬送部材１１２ａ及び第２搬送部材１１２ｂは、互いの周面同士が仕切り板１１３を介して対向するように且つ互いの軸同士が平行になるように並列され、互いに逆方向に回転するように設定されている。そして、第１搬送部材１１２ａは、図３に示すように、矢印Ｘ方向に現像剤を搬送し、第２搬送部材１１２ｂは、矢印Ｘ方向とは逆の矢印Ｙ方向に現像剤を搬送するように設定されている。
【００６７】
現像槽１１１には、第１搬送部材１１２ａと第２搬送部材１１２ｂとの間に仕切り板１１３が配設されている。仕切り板１１３は、第１搬送部材１１２ａ及び第２搬送部材１１２ｂの各軸方向（各回転軸方向）に平行に延設されている。現像槽１１１の内部は、仕切り板１１３によって、第１搬送部材１１２ａが配されている第１搬送路Ｐと、第２搬送部材１１２ｂが配されている第２搬送路Ｑとに区画される。
【００６８】
仕切り板１１３は、第１搬送部材１１２ａ及び第２搬送部材１１２ｂの各軸方向の両端部において、現像槽１１１の内側の壁面から離間して配置されている。これにより、現像槽１１１には、第１搬送部材１１２ａ及び第２搬送部材１１２ｂの各軸方向の両端部付近において、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとを連通する連通路が形成されている。以下では、図４に示すように、矢印Ｘ方向側に形成されている連通路を第１連通路ａ、矢印Ｙ方向側に形成されている連通路を第２連通路ｂと称する。
【００６９】
第１搬送部材１１２ａは、図４，図５に示すように、回転軸１１２ａ１と、螺旋羽根１１２ａ２とを備えている。螺旋羽根１１２ａ２は、形状の異なる螺旋羽根１１２ａ２１，１１２ａ２２を備えている。
【００７０】
螺旋羽根１１２ａ２１は、図５に示すように、回転軸１１２ａ１の軸線方向に沿った断面視で、回転軸１１２ａ１に対して垂直となるように設けられる螺旋状の搬送羽根である。
【００７１】
螺旋羽根１１２ａ２２は、図５に示すように、回転軸１１２ａ１の軸線方向に沿った断面視で、螺旋羽根１１２ａ２２の半径方向外側端部１１２ａ２２ａが回転軸側基部１１２ａ２２ｂよりも現像剤搬送方向（矢印Ｘ方向）上流側に位置するように形成して、回転軸１１２ａ１とのなす角度θが現像剤搬送方向下流側で鈍角となるように設けられる螺旋状の搬送羽根である。
【００７２】
本実施形態では、第１搬送部材１１２ａにおいて、回転軸１１２ａ１と螺旋羽根１１２ａ２２がなす角度θの最大値は１３５度とされており、螺旋羽根１１２ａ２２は、トナー補給口１１７の下方で該トナー補給口１１７と対向する位置に配置されている。
【００７３】
螺旋羽根１１２ａ２２における螺旋ピッチ（螺旋羽根が回転軸まわりを１周する際の回転軸方向の長さ）Ｐ２は、螺旋羽根１１２ａ２１における螺旋ピッチＰ１より大きく（長く）形成され、螺旋羽根１１２ａ２１と螺旋羽根１１２ａ２２は連続した１枚の螺旋羽根として形成されている。
【００７４】
本実施形態では、第１搬送部材１１２ａの螺旋羽根１１２ａ２は、図５に示すように、螺旋ピッチの短い螺旋羽根１１２ａ２１の螺旋ピッチＰ１が、螺旋ピッチの長い螺旋羽根１１２ａ２２の螺旋ピッチＰ２の０．６７倍となるように形成されている。
【００７５】
すなわち、トナー補給口１１７の下方に位置する螺旋羽根１１２ａ２２の螺旋ピッチＰ２をその他の螺旋羽根１１２ａ２１の螺旋ピッチＰ１よりも長くすることにより、第１搬送部材１１２ａが１回転する際に回転軸１１２ａ１の軸線方向に沿って搬送される現像剤量が、他の部分（螺旋ピッチの短い部分）より多くなるため、トナー補給口１１７の下方の現像剤面が他の部分より低くなる。これによって、トナー補給口１１７より補給されて、螺旋羽根１１２ａ２２によって攪拌、搬送される補給トナーは、より効率的に現像剤と混合される。
【００７６】
第２搬送部材１１２ｂは、図３に示すように、回転軸１１２ｂ１と、螺旋ピッチＰ１で形成された螺旋羽根１１２ｂ２を備えている。
【００７７】
また、本実施形態では、トナー補給口１１７は第１搬送路Ｐ内の領域であり且つ第２連通路ｂよりも矢印Ｘ方向側の位置に形成されている。つまり、第１搬送路Ｐにおいて、第２連通路ｂの下流側にトナーが補給されることになる。
【００７８】
現像槽１１１において、第１搬送部材１１２ａ及び第２搬送部材１１２ｂは、モータ等の駆動手段（図示せず）によって回転駆動し、現像剤を搬送する。
具体的には、第１搬送路Ｐにおいて、現像剤は、第１搬送部材１１２ａによって撹拌されながら矢印Ｘ方向へ搬送され、第１連通路ａに到達する。第１連通路ａに到達した現像剤は、第１連通路ａを通過して第２搬送路Ｑへ搬送される。
【００７９】
一方、第２搬送路Ｑにおいて、現像剤は、第２搬送部材１１２ｂによって、撹拌されながら矢印Ｙ方向へ搬送され、第２連通路ｂに到達する。そして、第２連通路ｂに到達した現像剤は、第２連通路ｂを通過して第１搬送路Ｐへ搬送される。つまり、第１搬送部材１１２ａと第２搬送部材１１２ｂとは、互いに逆方向に現像剤を撹拌しながら搬送している。
【００８０】
このようにして、現像剤は、現像槽１１１において、第１搬送路Ｐと第１連通路ａと第２搬送路Ｑと第２連通路ｂとを、第１搬送路Ｐ→第１連通路ａ→第２搬送路Ｑ→第２連通路ｂ、という順序にて循環移動していることになる。そして、現像剤は、第２搬送路Ｑにて搬送されている間に、現像ローラ１１４の回転にてその表面に担持されて汲み上げられ、汲み上げられた現像剤中のトナーが感光体ドラム３へと移動して、順次消費されていく。
【００８１】
このように消費されるトナーを補うべく、未使用のトナーがトナー補給口１１７から第１搬送路Ｐへ補給される。補給されたトナーは第１搬送路Ｐにおいて従前より存在する現像剤と混合撹拌される。
【００８２】
ここで、本実施形態に係る現像装置２の現像槽１１１における補給トナーＴと現像剤Ｄの混合攪拌作用について図面を参照して説明する。
図６は本実施形態に係る画像形成装置の現像装置において補給されたトナーが現像剤と混合する状態を示す説明図である。
【００８３】
本実施形態の現像装置２において、図５，図６に示すように、第１搬送部材１１２ａの螺旋羽根１１２ａ２２と回転軸１１２ａ１とがなす角度θを、現像剤搬送方向下流側で１３５度に形成することによって、第１搬送部材１１２ａが回転することにより、螺旋羽根１１２ａ２２には、現像剤Ｄを回転軸１１２ａ１の外側（回転半径方向の外側）へ押し出す力が働く。これにより、現像槽１１１内のトナー補給口１１７と対向する部分では、図６に示すように、鉛直方向で上方に現像剤Ｄ１が持ち上げられると同時に、回転軸１１２ａ１近傍に空間Ｄ２が形成される状態となる。
【００８４】
この状態で、トナー補給口１１７から補給されたトナー（補給トナー）Ｔは、図６に示すように、現像剤Ｄの空間Ｄ２に流れ込み、螺旋羽根１１２ａ２２の回転により現像剤Ｄと混合される。また、螺旋羽根１１２ａ２が現像剤Ｄを現像槽１１１内壁側に押し付ける力によって現像剤Ｄを粉砕するせん断力が生じるため、補給トナーＴが解砕され易くなる。
【００８５】
以上のように構成したので、本実施形態によれば、第１搬送部材１１２ａの螺旋羽根１１２ａ２２と回転軸１１２ａ１とがなす角度θを、現像剤搬送方向下流側で１３５度に形成することで、補給トナーＴを現像剤Ｄの中に取り込む効果を向上させるとともに、補給トナーＴの解砕効果を向上させることができる。これにより、現像槽１１１内に補給されたトナーＴは、現像剤（キャリア）Ｄと十分に攪拌され、必要な帯電量を速やかに得ることができる。
【００８６】
従って、本実施形態によれば、補給トナー量が多い場合であっても、補給トナーＴが現像剤面上を浮いた状態のまま搬送されることを抑え、現像剤Ｄと補給トナーＴを十分に攪拌することにより必要な帯電量を得ることができるので、未帯電トナーによるトナー飛散を防ぐことができる。
【００８７】
尚、本実施形態では、螺旋羽根１１２ａ２２と回転軸１１２ａ１とがなす角度θを１３５度としているが、この角度θの最大値を１００度未満とした場合は、鉛直方向で上方に現像剤Ｄを持ち上げる力や、現像剤Ｄを現像槽１１１内壁側に押し付ける力が弱くなるため、十分な混合効果が得られないことがある。また、この角度θが１５０度を越えた場合は、現像剤Ｄへのストレスが高まり、劣化し易くなる他、回転軸１１２ａ１近傍に形成される空間Ｄ２に補給トナーＴが滞留し易くなり、トナーの搬送速度が低下することがある。
【００８８】
また、本実施形態によれは、トナー補給口１１７の下方で対向する螺旋羽根１１２ａ２２の螺旋ピッチＰ２を他の螺旋羽根１１２ａ２１の螺旋ピッチＰ１よりも大きくすることで、第１搬送部材１１２ａが１回転する際に回転軸１１２ａ１の軸線方向に沿って搬送される現像剤量が他の螺旋羽根１１２ａ２１より多くなるため、トナー補給口１１７の下部の現像剤面が他の部分より低くなる。これにより、補給されたトナーＴが現像剤Ｄの上に浮いた状態のまま搬送されることを防ぎ、螺旋羽根１１２ａ２の回転により確実に現像剤Ｄと混合することができる。
【００８９】
尚、上述した実施形態では、本発明に係る現像装置２を図１に示すような画像形成装置１００に適用した例について説明したが、トナーホッパー１０１を用いて現像装置２にトナーを補給する画像形成装置であれば、上述したような構成の画像形成装置や複写機に限定されるものではなく、その他の画像形成装置等に展開が可能である。
【００９０】
以上のように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る現像装置が用いられた画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
【図２】前記画像形成装置を構成する現像装置の構成を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図５】図４における前記現像装置を構成する第１搬送部材の構成を示す断面図である。
【図６】前記現像装置において補給されたトナーが現像剤と混合する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９２】
１  露光ユニット（露光装置）
２  現像装置
３  感光体ドラム
５  帯電器（帯電装置）
８  中間転写ベルトユニット（転写装置）
１２  定着ユニット（定着装置）
１００  画像形成装置
１０１  トナーホッパー（トナー補給装置）
１１１  現像槽（現像剤収容部）
１１２ａ  第１搬送部材（現像剤搬送部材）
１１２ａ１，１１２ｂ１  回転軸
１１２ａ２，１１２ａ２１，１１２ａ２２，１１２ｂ２  螺旋羽根
１１２ａ２２ａ  半径方向外側端部
１１２ａ２２ｂ  回転軸側基部
１１２ｂ  第２搬送部材（現像剤搬送部材）
１１３  仕切り板（仕切り壁）
１１４  現像ローラ（現像剤担持部材）
１１７  トナー補給口
ａ  第１連通路
ｂ  第２連通路
Ｄ，Ｄ１  現像剤
Ｄ２  空間
Ｐ  第１搬送路（現像剤搬送路）
Ｐ１，Ｐ２  螺旋ピッチ
Ｑ  第２搬送路（現像剤搬送路）
Ｔ  補給トナー
【図１】
2010039067.tif 000003
【図２】
2010039067.tif 000004
【図３】
2010039067.tif 000005
【図４】
2010039067.tif 000006
【図５】
2010039067.tif 000007
【図６】
2010039067.tif 000008